自蔓延制備Al-,4-SiC-,4-及添加Al-,4-SiC-,4-對Al-,2-O-,3--C耐火材料性能的影響.pdf

1、Al4SiC4材料由于其高熔點（約2037℃）、良好的導(dǎo)熱性和抗高溫熔體、熔渣的侵蝕性[1]，在功能耐火材料方面有著良好的應(yīng)用前景。將其作為添加劑添加到含碳材料中，來改善含碳材料性能日益引起人們的關(guān)注。 本課題對高溫自蔓延法制備Al4SiC4粉體進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，并通過采用自制的Al4SiC4粉體作為添加劑添加到鋁碳質(zhì)材料中，研究其對材料性能的影響。結(jié)果表明： 1、粉體制備方面： （1）采用點燃的C和Ti粉混

2、合物為化學(xué)爐，可以通過高溫自蔓延反應(yīng)制備Al4SiC4粉體，而在常規(guī)自蔓延合成條件下反應(yīng)不能進(jìn)行。 （2） Al4SiC4的合成反應(yīng)分兩步進(jìn)行：首先由單質(zhì)Al、Si和C反應(yīng)生成SiC和Al4C3，然后再由SiC和Al4C3反應(yīng)合成Al4SiC4。 （3）C含量過量30％的配比能夠制備出不含Al4C3相、Al4SiC4含量可達(dá)80％的粉體。 （4）金屬Al粉粒度的減小有利于Al4SiC4相的發(fā)育。 2、性能

3、研究方面： （1） Al4SiC4的添加可降低含碳材料的顯氣孔率，提高結(jié)構(gòu)致密度，一定程度改善材料的常溫性能，顯著提高試樣的高溫抗折強度。 （2）Al4SiC4先于C發(fā)生氧化反應(yīng)，生成固態(tài)物質(zhì)沉積在氣孔內(nèi)或固體表面，形成莫來石致密保護(hù)層，抑制氧化性氣體的擴(kuò)散，同時還原出C，對含碳材料具有自修復(fù)作用，對提高含碳材料抗氧化性具有顯著效果。 （3） Al4SiC4具有優(yōu)良的抗水化性，可改善金屬Al對含碳材料帶來的不利影

4、響，替代含金屬Al的添加劑具有較好的應(yīng)用前景。 （4）在熔鋼接觸面處，Al4SiC4氧化形成莫來石致密層，可以減緩石墨的氧化溶解及熔鋼的滲透，可顯著提高材料的抗熔鋼侵蝕性和沖刷性。 由以上結(jié)果綜合考慮得出，高溫自蔓延法是制備Al4SiC4粉體的一種有效途徑，該方法簡便快捷，能耗低。利用這種方法制備的Al4SiC4粉體作為添加劑加入到鋁碳材料中可有效改善材料的高溫性能，尤其在抗氧化性、抗水化性和抗鋼水沖刷性方面表現(xiàn)優(yōu)異，彌